(57)【要約】【課題】多数の光学素子を高密度で支持して簡易に成膜を行うための製造方法を提供することを目的とする。【解決手段】この製造方法によれば、複数の光学素子である複数のレンズＬＺをホルダー２０に設けた溝状の案内部２５を構成する複数の案内部分２６に連続して詰めるように配置するので、複数のレンズＬＺを案内部分２６の延びる方向に並べるように高密度で簡易に配置することができ、レンズＬＺの成膜工程を効率化することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
前記複数の光学素子のうち光学機能部の周囲に設けた周辺部を支持可能な溝状の案内部を有する板状のホルダーを用いて、前記複数の光学素子を前記溝状の案内部に連続して詰めるように配置する工程と、
前記ホルダーに保持された前記複数の光学素子の光学面に一括して成膜を行う工程と
を備える光学素子の製造方法。
【請求項２】
前記ホルダーは、前記複数の光学素子を支持可能であり直線状に延びる複数の溝状の案内部分を有し、前記複数の案内部分のそれぞれに前記複数の光学素子を連続して詰めるように配置することを特徴とする請求項１に記載の光学素子の製造方法。
【請求項３】
前記ホルダーは、三角形の輪郭を有し、前記複数の案内部分の長さは、前記ホルダー上の位置に応じて異なることを特徴とする請求項２に記載の光学素子の製造方法。
【請求項４】
前記溝状の案内部は、前記複数の光学素子の周辺部のうち対向する一対の部分を前記溝状の案内部の延びる方向に移動可能に支持する一対の凹溝を有することを特徴とする請求項１から３までのいずれか一項に記載の光学素子の製造方法。
【請求項５】
前記溝状の案内部は、前記ホルダーの一対の主面側にスリット状の開口を有し、成膜装置内で前記ホルダーを反転させることによって、前記複数の光学素子に設けた一対の光学面に成膜を行うことを特徴とする請求項１から４までのいずれか一項に記載の光学素子の製造方法。
【請求項６】
前記板状のホルダーは、反転を可能にする一対の回転軸を有し、前記回転軸から延びるカム部材に駆動力を伝達することで、成膜装置内で前記ホルダーを反転させることを特徴とする請求項５に記載の光学素子の製造方法。
【請求項７】
前記開口は、前記溝状の案内部が延びる方向に垂直な方向に関して、表面に向かって開くテーパー形状を有することを特徴とする請求項６に記載の光学素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レンズその他の光学素子に成膜を行う、光学素子の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
光学素子の製造方法として、矩形の光学有効領域と外周面の一部とを被覆するように反射防止膜を形成するものがあり、外周面については、反射防止膜を形成しない領域を設けている（特許文献１参照）。上記反射防止膜を形成しない領域は、成膜時に治具で光学素子を保持した跡であるが、光学素子の組み付けに際して位置決め用のマーク等として利用できる。
【０００３】
なお、光学素子の製造方法として、多数の光学素子に反射防止膜を形成するため、多数の光学素子を埋め込むように支持するとともに一対の光学面に対応する部分で開口を有するマスキング装置を用いるものがある（特許文献２参照）。
【０００４】
しかしながら、特許文献１には、治具による光学素子の保持方法について開示がなく、実際の成膜では、多数の光学素子を簡易に支持して効率良く成膜を行う手法が必要となる。また、特許文献２のマスキング装置については、成膜対象の光学素子ごとに保持用の孔を形成する必要があり、面積あたりの収納素子数も少ない。さらに、成膜装置内に配置したままで表裏の光学面に順次成膜を行うためには、マスキング装置を成膜装置内で反転させるための治具も必要となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−２６２０１０号公報
【特許文献２】特開２０１１−１５７５８７号公報
【発明の概要】
【０００６】
本発明は、上記背景技術に鑑みてなされたものであり、多数の光学素子を高密度で支持して簡易に成膜を行うための製造方法を提供することを目的とする。
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明に係る光学素子の製造方法は、複数の光学素子のうち光学機能部の周囲に設けた周辺部を支持可能な溝状の案内部を有する板状のホルダーを用いて、複数の光学素子を溝状の案内部に連続して詰めるように配置する工程と、ホルダーに保持された複数の光学素子の光学面に一括して成膜を行う工程と、を備える。
【０００８】
上記製造方法では、複数の光学素子をホルダーに設けた溝状の案内部に連続して詰めるように配置するので、複数の光学素子を案内部の延びる方向に並べるように高密度で簡易に配置することができ、光学素子の成膜工程を効率化することができる。
【０００９】
本発明の具体的な態様又は側面では、ホルダーが、複数の光学素子を支持可能であり直線状に延びる複数の溝状の案内部分を有し、複数の案内部分のそれぞれに複数の光学素子を連続して詰めるように配置する。この場合、複数の案内部分を平行に設けることで、光学素子を２次元的に高密度で配列することができる。
【００１０】
本発明の別の側面によれば、ホルダーが、三角形の輪郭を有し、複数の案内部分の長さは、ホルダー上の位置に応じて異なる。この場合、三角形のホルダーに光学素子を無駄なく配置して固定することができる。
【００１１】
本発明のさらに別の側面によれば、溝状の案内部が、複数の光学素子の周辺部のうち対向する一対の部分を溝状の案内部の延びる方向に移動可能に支持する一対の凹溝を有する。この場合、一対の凹溝で挟むようにして光学素子の周辺部を支持することができる。
【００１２】
本発明のさらに別の側面によれば、溝状の案内部が、ホルダーの一対の主面側にスリット状の開口を有し、成膜装置内でホルダーを反転させることによって、複数の光学素子に設けた一対の光学面に成膜を行う。この場合、ホルダーの反転によって光学素子の一対の光学面に順次成膜を行うことができる。
【００１３】
本発明のさらに別の側面によれば、板状のホルダーが、反転を可能にする一対の回転軸を有し、回転軸から延びるカム部材に駆動力を伝達することで、成膜装置内でホルダーを反転させる。この場合、成膜装置内でホルダーを反転させることで処理の迅速化及び効率化を図ることができる。
【００１４】
本発明のさらに別の側面によれば、開口が、溝状の案内部が延びる方向に垂直な方向又は面に関して、表面に向かって開くテーパー形状を有する。この場合、光学面周辺まで均一な成膜が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】（Ａ）は、光学素子の製造方法を実施する際に利用するホルダーを説明する平面図であり、（Ｂ）は、ホルダーの側面図である。
【図２】（Ａ）は、ホルダーの部分拡大側方断面図であり、（Ｂ）は、ホルダーの部分拡大平面図である。
【図３】ホルダーを組み込んだ蒸着装置を用いた成膜工程説明する概念図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、図面を参照して、本発明に係る光学素子の製造方法の一実施形態について説明する。
【００１７】
図１（Ａ）及び１（Ｂ）は、光学素子の製造に際して使用するホルダーを説明する図である。ホルダー２０は、成膜装置内にセットされるものであり、多数のレンズを２次元的に配列した状態で支持することができる。
【００１８】
ホルダー２０は、二等辺三角形状の輪郭を有する板状の部材であり、紙面に平行なＸＹ平面に沿って延びている。ホルダー２０は、例えば上下一対を成す第１及び第２の本体部材２１ａ，２１ｂを接合することによって形成されており、両本体部材２１ａ，２１ｂは、多数の締結具２２によって、適当な間隔に設定された締結位置で固定されている。両本体部材２１ａ，２１ｂは、例えばアルミニウム、ステンレス等の金属材料で形成されている。
【００１９】
ホルダー２０は、頂点位置と底辺中点位置とにそれぞれ軸２３ａ，２３ｂを有しており、両軸２３ａ，２３ｂを支持することにより、輪郭を構成する２辺２０ａ，２０ｂの二等分線に沿って延びる回転軸ＡＸのまわりに回転可能になっている。ホルダー２０の一方の軸２３ｂには、カム部材２３ｃが設けられており、外部に設けた不図示の機械機構（後述する図３中の反転機構４１）からの駆動力を受けてホルダー２０を回転させることができる。
【００２０】
ホルダー２０には、溝状の案内部２５が形成されている。溝状の案内部２５は、多数の溝状の案内部分２６を含んでいる。各案内部分２６は、Ｙ方向に直線状に延び、かつ、互いに等間隔で平行になるように延びていて、溝状の案内部２５全体としては、ホルダー２０の全体に亘って広がっている。
【００２１】
個々の案内部分２６は、輪郭の一方の辺２０ａに垂直な方向（Ｙ方向）に延びており、辺２０ａ側に、各案内部分２６につながる挿入口２６ａを有する。挿入口２６ａは、後述する円形のレンズ（光学素子）に対応するサイズを有しており、案内部分２６内へのレンズの装填を可能にする。これらの挿入口２６ａについては、蓋部材２４によって一括して蓋をすることができ、各案内部分２６内のレンズが外部に流れ出すことを防止できる。なお、案内部分２６の奥行き方向（Ｙ方向）の長さは、着目する案内部分２６の配置によって異なるものとなっており、レンズの充填密度か可能な限り高くなるようにしている。案内部分２６の具体的な長さは、案内部分２６内に詰め込まれるレンズの個数に対応したものとなっている。これにより、案内部分２６内に略円形のレンズ（光学素子）を隙間なく詰め込むことができ、レンズを取り出す際の個数の管理も容易になる。
【００２２】
図２（Ａ）に拡大して示すように、第１の本体部材２１ａは、レンズＬＺの第１光学面Ｓ１側を支持しており、第２の本体部材２１ｂは、レンズＬＺの第２光学面Ｓ２側を支持している。第１の本体部材２１ａは、複数の案内部分２６の間に配置される複数のレンズ枠部２８ａと、複数のレンズ枠部２８ａを互いに連結するとともに全体形状を形成する連結部２８ｂとを有する。第２の本体部材２１ｂも同様に、複数の案内部分２６の間に配置される複数のレンズ枠部２８ｃと、複数のレンズ枠部２８ｃを互いに連結するとともに全体形状を形成する連結部２８ｄとを有する。レンズ枠部２８ａには、案内部分２６の空間ＳＰに面して突起２９ａが形成されている。また、レンズ枠部２８ａに対向するレンズ枠部２８ｃには、案内部分２６の空間ＳＰに面して段差状の窪み２９ｂが形成されている。第１の本体部材２１ａと第２の本体部材２１ｂとを連結した状態では、レンズ枠部２８ａの突起２９ａとレンズ枠部２８ｃの窪み２９ｂとが合わさって凹溝２９を形成する。空間ＳＰを挟んで対向して配置される一対の凹溝２９は、案内部分２６の一部を構成しており、レンズＬＺの周辺部８２のうちＸ方向に対向する一対の部分を支持している。これにより、レンズＬＺは、案内部分２６に沿ってスライド移動可能になっている。この際、レンズＬＺの光学機能部８１は、案内部分２６やその凹溝２９に接触しないので、レンズＬＺを傷付けずに収納できる。
【００２３】
第１の本体部材２１ａ側のレンズ枠部２８ａは、上側の主面２０ｉ側に上方に向けて開放されたスリット状の細長い開口ＯＰ１を有しており、第２の本体部材２１ｂ側のレンズ枠部２８ｃは、下側の主面２０ｊ側に下方に向けて開放されたスリット状の細長い開口ＯＰ２を有している。一方の開口ＯＰ１は、案内部分２６が延びる方向に垂直な方向（Ｘ方向）又は面（ＸＺ面）に関して、表面又は外側に向かって開くテーパー形状を有する。つまり、開口ＯＰ１の斜面２６ｓは、断面がすり鉢状になっており、レンズ（光学素子）ＬＺの光学機能部８１に形成された第１光学面Ｓ１の周辺部まで膜物質が到達しやすくなっている。他方の開口ＯＰ２も、案内部分２６が延びる方向に垂直な方向に関して、裏面又は外側に向かって開くテーパー形状を有する。つまり、開口ＯＰ２の斜面２６ｔは、断面がすり鉢状になっており、レンズＬＺの光学機能部８１に形成された第２光学面Ｓ２の周辺部まで膜物質が到達しやすくなっている。
【００２４】
図２（Ｂ）に示すように、各案内部分２６において、円形の光学機能部８１と環状の周辺部８２とをれぞれ有する複数のレンズＬＺが隙間なく並んでいる。つまり、レンズＬＺは、連続して詰めるように配置されている。これにより、レンズＬＺの配置密度を高めることができ、１つのホルダー２０に支持されるレンズの個数を大きくすることができる。しかも、各案内部分２６には、外に広がるテーパーを設けた開口ＯＰ１，ＯＰ２が形成されており、光学面Ｓ１，Ｓ２に対する成膜のムラを低減することができる。なお、案内部分２６にレンズＬＺの収納する際には、例えば挿入口２６ａからレンズＬＺを順次投入する。レンズＬＺは、案内部分２６内でスライド移動するので、案内部分２６の奥までレンズＬＺを流し込むように詰め込むことができレンズの詰め込み完了後は、挿入口２６ａに部分的に挿入される突起を有する蓋部材２４を取り付けることで、案内部分２６内でレンズＬＺが無理なく固定される。案内部分２６内のレンズＬＺを取り出す際には、逆の工程を行う。すなわち、蓋部材２４をホルダー２０から取り外して、各案内部分２６から流し出すようにレンズＬＺを取り出す。レンズＬＺの出し入れについては、レンズＬＺを案内部分２６と同様に一列に収納する収納装置（不図示）を用いることができる。収納装置は、蓋部材２４を外した状態のホルダー２０本体に対して接続可能になっていて、レンズＬＺの一括した出し入れが可能になる。
【００２５】
以下、図１のホルダー２０に収納されたレンズＬＺに一括して成膜を行うための蒸着装置等について説明する。
【００２６】
図３に示すように、蒸着装置１００は、真空蒸着のための成膜材料源である蒸着源１０と、多数のレンズＬＺを２次元的に配列して保持するホルダー２０と、複数のホルダー２０を支持して回転及び反転させる蒸着治具３０と、蒸着源１０や蒸着治具３０等を収納する真空容器４０と、蒸着源１０の動作を制御する蒸着源制御部９１と、蒸着治具３０を操作駆動する蒸着治具駆動部９２と、真空容器４０内の気圧すなわち真空度を制御する気圧制御部９３と、蒸着源制御部９１、蒸着治具駆動部９２、及び気圧制御部９３の動作を制御する制御部９０とを備える。なお、本蒸着装置１００による成膜の対象となるレンズＬＺは、射出成形により形成された小型のプラスチックレンズである。
【００２７】
蒸着源１０は、各種成膜材料の真空蒸着を可能にするものであり、真空容器４０の底部に配置される複数のルツボ部分１０ａと電子銃部分１０ｂとを備える。ここで、これら複数のルツボ部分１０ａは、ハースライナー１０ｄに支持されて配置の切換が可能になっている。各ルツボ部分１０ａは、レンズＬＺの光学面Ｓ１，Ｓ２をコーティングするための蒸発物質を収容しており、電子銃部分１０ｂは、ハースライナー１０ｄによって蒸着位置に配置された特定のルツボ部分１０ａ中の蒸発物質に対して電子ビームを照射させる。これにより、電子ビームでルツボ部分１０ａ中の蒸発物質を加熱して溶かし、ルツボ部分１０ａから蒸発物質の蒸気ＥＭを上方に蒸発又は昇華させることができる。蒸着源１０は、蒸着源制御部９１によって動作する。なお、複数のルツボ部分１０ａを蒸着位置に順次移動させて蒸着を行うことにより、複数の成膜材料をレンズＬＺの光学面Ｓ１，Ｓ２上にコーティングすることができ、成膜材料の変更によってレンズＬＺの表面に多層のコーティングを形成することができる。
【００２８】
ホルダー２０は、図１（Ａ）及び１（Ｂ）を参照して既に説明したように、三角形の板状の外形を有し、多数のレンズＬＺを保持して２次元的に配置する。ホルダー２０は、蒸着治具３０に支持され、多数のレンズＬＺが蒸着源１０に対向するような状態で蒸着源１０の上方に配置される。ホルダー２０は、後に詳述するように蒸着治具３０によって上下又は表裏反転可能になっており、一部拡大して示すように、各レンズＬＺの一方の面である光学面Ｓ１と他方の面である光学面Ｓ２とを露出させる開口ＯＰ１，ＯＰ２を表裏に有している。これら開口ＯＰ１，ＯＰ２により、蒸着源１０からの蒸気ＥＭをレンズＬＺの光学面Ｓ１又は光学面Ｓ２上に蒸着させ蒸発物質を堆積させることができる。光学面Ｓ１，Ｓ２上に堆積される堆積膜すなわち薄膜は、例えば反射防止膜とするが、増反射、フィルタ等の各種機能を有する光学薄膜とすることができる。
【００２９】
蒸着治具３０は、全体としてドーム状又は円錐状であり、真空容器４０内で蒸着源１０に対向して上方に配置されている。蒸着治具３０は、複数のホルダー２０を蒸着源１０のうち蒸着位置に配置された特定のルツボ部分１０ａに対向して支持しつつ適宜変位させる。各ホルダー２０は、蒸着治具３０に対して着脱可能になっており、レンズＬＺを詰め替えることなく、ホルダー２０をそのまま蒸着装置１００にセットできる。なお、真空容器４０には、反転機構４１が設けられており、蒸着治具３０に保持されたホルダー２０を適当なタイミングで１８０°反転させることができる。各ホルダー２０は、反転させても蒸着源１０からレンズＬＺまでの距離が同じになるように支持されている。これにより、光学面Ｓ１側の成膜が完了した段階で反転機構４１によってホルダー２０を反転させ、同様の処理を行うことで、レンズＬＺの両光学面Ｓ１，Ｓ２に対して一括して両面成膜（両面コート）を行うことができる。
【００３０】
以上説明した本実施形態の製造方法によれば、複数の光学素子である複数のレンズＬＺをホルダー２０に設けた溝状の案内部２５を構成する複数の案内部分２６に連続して詰めるように配置するので、複数のレンズＬＺを案内部分２６の延びる方向に並べるように高密度で簡易に配置することができ、レンズＬＺの成膜工程を効率化することができる。
【００３１】
以上実施形態に即して本発明を説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、様々な変形が可能である。
【００３２】
例えば、案内部２５に収納するレンズＬＺのサイズや光学面形状は、レンズＬＺの用途に応じて適宜変更される。
【００３３】
また、ホルダー２０は、一方の辺２０ａ側からレンズＬＺを挿入するものに限らない。例えば一対の本体部材２１ａ，２１ｂを磁石等で簡易に分離可能に接続する構造とすることができる。この場合、両本体部材２１ａ，２１ｂを分離し、第２の本体部材２１ｂの窪み２９ｂに多数のレンズＬＺを並べるようにセットし、第２の本体部材２１ｂを覆うように第１の本体部材２１ａを接合することで、多数のレンズＬＺの収納・保持が可能になる。
【００３４】
また、上記実施形態では、案内部分２６が直線的に延びるとしたが、案内部分２６は、円弧状に延びるものとすることができる。
【００３５】
また、上記実施形態では、レンズＬＺがプラスチック製のレンズであるとしたが、レンズＬＺの材料は、プラスチックに限らずガラスその他の無機材料とすることもできる。
【００３６】
また、上記実施形態では、蒸着源１０を電子線で加熱するが、他の加熱法で蒸着源１０を加熱することもできる。
【００３７】
ホルダー２０に保持されるレンズ（光学素子）ＬＺは、一般的には円形であるが、上記のようなホルダー２０は、矩形や楕円のレンズを収納することができ、一部に切り欠きを有するレンズも収納することができる。
【符号の説明】
【００３８】
１０…蒸着源、  ２０…ホルダー、  ２０ａ，２０ｂ…辺、  ２１ａ…第１の本体部材、  ２１ｂ…第２の本体部材、  ２２…締結具、  ２３ａ，２３ｂ…軸、  ２３ｃ…カム部材、  ２４…蓋部材、  ２５…溝状の案内部、  ２６…案内部分、  ２６ａ…挿入口、  ２６ｓ，２６ｔ…斜面、  ２９…凹溝、  ２９ａ…突起、  ２９ｂ…窪み、  ３０…蒸着治具、  ４０…真空容器、  ４１…反転機構、  ８１…光学機能部、  ８２…周辺部、  １００…蒸着装置、  ＡＸ…回転軸、  ＬＺ…レンズ、  ＯＰ１，ＯＰ２…開口、  Ｓ１，Ｓ２…光学面、  ＳＰ…空間、  ＥＭ…蒸気
【図１】
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【図２】
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【図３】
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